Vraag:
Waarom werd de SpaceX-afbreektest niet geïnitieerd door een echte boosterfout?
Jithin Jose
2020-01-20 03:40:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vandaag (2020-01-19) heeft SpaceX een succesvolle test voor het afbreken van vluchten gehad. Voor zover ik kan begrijpen, vuurde Crew Dragon op een specifieke hoogte zijn motoren af ​​en ontsnapte uit de raket.

Deze test ziet eruit als een zeer veilige test voor het afbreken, Dragon beval Falcon om uit te schakelen en pas daarna vuurde de Super Draco-motoren; als de boostermotoren nog steeds zouden werken, zou hij dan in botsing komen met Dragon? (d.w.z. de versnelling van de booster zonder draak zou meer zijn dan de versnelling van de draak door zijn Super Draco-motoren?)

Mijn vraag is waarom deze test geen daadwerkelijke fouten heeft gebruikt om die afbreken te activeren? Alsof de booster-fase explodeert en wordt gedetecteerd door Crew Dragon en het ontsnappingssysteem activeert. Dat zal ook de daadwerkelijke foutdetectie kunnen valideren.

Omdat dat een andere test wordt. Dit keer willen ze alleen weten of hun vluchtsysteem zou werken onder relatief ideale omstandigheden. In de praktijk denk ik niet dat het ontsnappingssysteem naar verwachting succesvol zal ontsnappen aan een explosie. Als dit het geval is, moet het op die manier worden getest. Maar met het huidige ontwerp, als ze een paar seconden voor de explosie niet zijn ontsnapt, zijn ze volgens ontwerp vastgeschroefd. Dus ook al heeft deze test enkele randvoorwaarden, het is eigenlijk niet zo ver van de realiteit.
@user3528438, Voor zover ik begrijp is er geen andere test, de volgende zal een echte vlucht zijn. Ook voor zover ik kan zien dat de booster werd uitgeschakeld net voordat super Draco werd ontslagen.
Er is een erkend punt bij testen waarbij het testen financieel of fysiek onhaalbaar wordt - als je eenmaal het pad van "wat als ..." begint af te dalen, zijn er duizenden scenario's die hun eigen individuele tests zouden vereisen. Wat als de booster explodeerde? Wat moet ik doen als de booster plotseling aanzienlijk van koers is afgeweken, wat laterale versnelling veroorzaakt? Wat als er iets in de kofferbak explodeerde? Wat als beide vaartuigen plotseling alle elektrische stroom kwijtraken? Enz. Enz. Enz. Je moet accepteren dat ideale tests soms de enige tests zijn die je realistisch zult krijgen.
Ik zou nog steeds graag willen weten waarom ze de stroom naar de booster hebben uitgeschakeld. Dat is misschien een * meer uitdagende * test dan met de booster aangedreven, of misschien niet. Maar ik denk niet dat dat apart hoeft te worden gesteld; het zou een onderdeel kunnen zijn van een antwoord op deze vraag.
@Moo, Ja, er zijn veel scenario's, maar dat betekent dat het testen van het eenvoudigste scenario de beste optie is.
@JithinJose bekijk hoe ze evacuatietests doen in de burgerluchtvaart - in een hangar, met maximale capaciteit, met mensen die hun conditie hebben laten testen en dus iedereen is voorgescreend (vaak door een eenvoudige hindernisbaan te doen). Vaak zijn de glijbanen voorgeblazen om daar geen problemen te veroorzaken. Toen de A380s-test meer dan tien jaar geleden begon, riepen mensen lang en hard dat het te gemakkelijk was - dat de omstandigheden veel erger hadden moeten zijn (en sommige mensen zeiden zelfs dat het op zee had moeten worden gedumpt voor een 'realistische " test...).
@uhoh mogelijk omdat een niet-onmiddellijk-RUD-stroomuitval kan worden beschouwd als het meest voorkomende scenario waaruit de bemanning moet ontsnappen? Vaak komt de RUD later (zie de Soyuz inflight abort-kwestie, gevolgd door ontsnapping, gevolgd door een probleem dat escaleert naar RUD). Dit zou alles omvatten, van een defecte pomp, defecte cardanische ophanging, ongeplande uitschakeling van de motor, onvermogen om te werken, enz. Enz.
Een motorstoring loopt vaak naar de structuur van de raket. Maar het kan even duren. Als je veel video's over raketstoringen bekijkt, zit er vaak een paar seconden tussen storing en giek. De capsule kan een schokgolf niet ontlopen, maar hij kan eruit komen terwijl de cascade plaatsvindt. Deze test simuleert veel voorkomende scenario's en sommige waarin ze kunnen ontsnappen aan het exploderende lichaam. Ook reed de raket met meer dan Mac 2, nauwelijks een gemakkelijke taak met die snelheid.
De gestelde vraag is misleidend: "Dragon commando's ... shutdown ..." De Falcon-booster heeft zijn eigen brein en * het * was voorgeprogrammeerd om voortijdig af te sluiten. De Dragon moest * detecteren * dat de lancering mislukte en * beslissen * om af te breken.
@aml: De gastheren in de webcast zeiden dat Dragon de hele reeks initieert, inclusief het opdragen van F9 om af te sluiten. Het was een beetje onduidelijk of Dragon dan het verlies van stuwkracht zou blijven detecteren en ontsnapping zou initiëren of dat dat slechts de volgende stap is die plaatsvindt na het uitschakelen van de booster.
"* Zoals de boostertrap explodeert, en wordt gedetecteerd door Crew Dragon en het ontsnappingssysteem activeert.
@TylerH CRS7 - ze zeiden dat de capsule had kunnen worden hersteld als hij was geprogrammeerd om zijn kokers te gebruiken nadat de booster blies.
@LorenPechtel Ik ben sceptisch over die bewering (en "hersteld" is een beetje vaag) zonder enig bewijs (niet dat ik ooit een evenement wil zien waarbij we enig bewijs krijgen).
@TylerH Ik denk dat SpaceX weet waar ze het over hadden. Onthoud dat de FTS eigenlijk gewoon de zijkant van de raket open scheurt, de explosieven zullen de capsule niet beschadigen. Als de capsule op dit punt uit elkaar valt, zal er een grote vuurbal aan zijn achterkant zijn, maar het hitteschild is zo gericht, het zou niet moeten schelen.
@LorenPechtel SpaceX weet misschien wat ze hebben berekend, maar ze hebben die configuratie niet getest, dus ze kunnen het niet met zekerheid zeggen, vandaar mijn scepsis. Als ze dat willen testen om het resultaat te laten zien, zou ik mijn standpunt graag herzien.
@TylerH De booster explodeerde maar de tweede trap was ongedeerd. CrewDragon is zelfs nog verder weg. Ik zie niet echt in hoe de Crew Dragon "** zeker ** niet zou overleven" als de tweede fase het overleefde en dat is veel dichterbij dan de Dragon ...
@Bakuriu link alsjeblieft naar de foto's / video's die de tweede fase "ongedeerd" laten zien nadat de eerste fase in een enorme vuurbal veranderde. Ja, dit zijn raketten die bedoeld zijn om enorme g-krachten en veel hitte te weerstaan. Nee, dat betekent niet dat je de raket kunt opblazen en dat de capsule er nog prima aan vast zit.
@Moo: Hoewel er inderdaad "duizenden mogelijke faalmodi" kunnen zijn, lijkt het mij dat de ultieme vraag is: hoe hard is de capsule? Als het hard genoeg is, dan _bedekt u in feite "duizenden" scenario's daar, want aan het eind van de dag komt het erop neer "wat is de ergste mogelijke kracht die op de capsule wordt uitgeoefend?" Hoe meer daarvan nodig is, hoe meer scenario's u krijgt. Ik zou denken dat als je een capsulesysteem kunt bouwen dat raketontploffing kan overleven, je zo goed als alles tegen kunt gaan, niet?
Met betrekking tot de lading die een booster-explosie overleefde terwijl ze nog vastzat: toen [Space Shuttle Challenger exploded] (https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_Challenger_disaster) tijdens de lancering, waren ten minste enkele bemanningsleden hoogstwaarschijnlijk nog in leven tot de crewcabine raakte het water.
Vier antwoorden:
jwenting
2020-01-20 10:42:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het was een echte storing (zij het eerder extern dan per ongeluk geactiveerd), maar niet de enige storing die kan optreden. en het is het ergste geval van een reeks van de meest waarschijnlijke foutscenario's: meervoudige motorstoring.

Als je elke denkbare manier wilt testen waarop een raket kan falen, kijk je naar duizenden, zo niet honderdduizenden mogelijke foutscenario's en zullen ze nooit in een baan om de aarde komen, dus kozen ze er een uit die zij en waar de klant het over eens was, was typisch.

Bedankt voor je antwoord, Ja, het is gedaan tijdens Max Q, maar kalm en stop met het uitschakelen van de motor is het ergste scenario? Het zorgt voor een zeer gemakkelijke scheiding (bijna zoals scheiding in de 2e trap). Maar het is begrijpelijk als het idee was om een ​​typische sensio te testen in plaats van de moeilijkste waarvoor het ontsnappingssysteem is ontworpen.
@JithinJose plotselinge stopzetting van alle stuwkracht is vrijwel het slechtste geval. En de vluchtomstandigheden waren verre van perfect, met winden die dicht bij de limieten van de Falcon 9 lagen. Vrijwel het enige ergste zou een plotselinge stuwkrachtstoot zijn na het activeren van de ontsnappingssequentie, waardoor een plotselinge snelle acceleratie de booster direct op het pad drijft. van de ontsnappende capsule. En de stuwkracht van het ontsnappingssysteem is ontworpen om bescherming te bieden tegen een dergelijk scenario, computersimulaties zijn ongetwijfeld gedaan om dat te verifiëren.
Blue Origin is erin geslaagd om te testen of Max Q is afgebroken terwijl de booster-engine wordt geactiveerd ... https://www.youtube.com/watch?v=_zWkvm7HpH8
De meeste mensen beschouwen raketexplosies misschien als het ergste geval. Dat is misschien waar, maar ze gebeuren bijna altijd binnen enkele seconden na het opstijgen terwijl de raket nog relatief langzaam vaart. Als je je ontsnappingssysteem bij Max Q wilt testen, kies je het worstcasescenario dat waarschijnlijk bij Max Q zal gebeuren.
Ik denk dat wat ze vragen is: waarom sla je niet gewoon midden in de vlucht op de zelfvernietigingsknop en kijk je of de capsule de ontploffing van de raket wel / niet kan overleven terwijl hij er nog aan vast zit (aangezien je niet kunt anticiperen op een spontane ontploffing per definitie), en wegkomen van de vuurbal zonder te zijn gebroken door de kracht, en zonder dat de binnentemperatuur stijgt tot kookniveaus?
Hoe erg is de druk bij zo'n explosie op die plek op de raket precies vergeleken met dit scenario? Alsof dit het slechtste geval zou zijn, zouden dat dan eigenlijk _loze_ extreme omstandigheden zijn (zelfs ondanks de vermoedelijk hypersonische schokgolf en [ik veronderstel]> 2000 K vuurbal)?
@Turksarama:SpaceX had een overdruk in de tweede trap en explodeerde net na Max Q.
Malky
2020-01-20 14:02:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

U lijkt te denken dat ze aan het testen waren in ideale omstandigheden. Dat is zo ver mogelijk van de waarheid. De afbreking vond plaats op het moment tijdens de vlucht met de slechtste aerodynamische omstandigheden (maxQ genoemd), wanneer de booster nog steeds laag genoeg in de atmosfeer vliegt om een ​​aanzienlijke weerstand te bieden, maar toch al snel genoeg. Als Dragon op dit moment kan ontsnappen, kan het op elk ander moment tijdens de vlucht ontsnappen.

Ik denk ook niet dat Dragon Falcon heeft opgedragen om af te sluiten. Ik heb begrepen dat de opdracht voor het uitschakelen van de motor op afstand is verzonden vanuit het controlecentrum. Dragon herkende toen pas abnormale omstandigheden en besloot zelf af te breken - dat was een belangrijk aspect van de test.

Ik ben het ermee eens dat ze tijdens het afbreken versterkingsmotoren kunnen hebben, maar daar ontmoeten we wat anderen zeiden in de commentaren, er is een oneindig aantal foutscenario's en ze kunnen ze niet allemaal testen.

Dragon gaf opdracht tot afsluiten. Het werd verduidelijkt tijdens de persconferentie.
@Tim: Er zijn twee verschillende motoruitschakelingen: één was onderdeel van de test en één maakte deel uit van een afgebroken reeks. Dragon geeft opdracht tot afsluiten als de eerste stap bij het afbreken. Deze specifieke afbreking werd * geactiveerd * door de motoren uit te schakelen toen het voertuig een bepaalde snelheid / hoogte bereikte, dus ze waren al uitgeschakeld toen de afbrekingsprocedure begon. Het is mogelijk dat ze de Dragon hebben gebruikt om de commando's te sturen om dit te doen.
@ChristopherJamesHuff Interessant, dus F9 zal een normale uitschakeling doen, wat wordt waargenomen door Dragon, dan geeft het F9 de opdracht om weer uit te schakelen (ik neem aan dat het misschien voor een veilige scheiding is) en dan vuurt Super Draco. Mogelijk om elk referentiedocument / video te delen?
@ChristopherJamesHuff Ik weet niet zeker of dat waar is - de draco-stuwraketten die we al afvuren voordat de F9 uitbrandt. Is het gewoon dat het een paar seconden duurt tussen het uitschakelcommando en het uitzetten?
@Tim: De SuperDraco-stuwraketten kunnen zeker sneller reageren dan de Merlins (omdat ze zijn ontworpen als een afbrekingsmechanisme), en de afbrekingssequentie begon waarschijnlijk toen de stuwkracht onder een bepaalde drempel daalde (waarschijnlijk afhankelijk van hoe ver in de vlucht het was) of begon snel genoeg weigeren om een ​​onherstelbaar probleem aan te geven, niet wanneer het nul bereikte.
-1
@Tim ja, het uitschakelcommando sluit de toevoer van brandstof / oxidatiemiddel naar de motoren af, maar er zitten nog steeds RP1 en LOX in de leidingen die de verbranding een korte tijd gaande houden. Vandaar de schijnbare vertraging.
Dragongeek
2020-01-21 19:01:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tijdens het media-evenement na de lancering met Jim Bridenstine en Elon Musk werd een soortgelijke vraag gesteld en Elon zei dat de capsule door de vuurbal zou kunnen vliegen en legde uit hoe dat zelfs bij een kritieke storing, de Falcon 9 ontploft niet echt, maar veroorzaakt eerder een enorme vuurbal (geen grote drukgolf). Bovendien werd vermeld dat de capsule onder super-draco-stuwkracht in staat is om 6 versnellingen te bereiken, wat meer dan genoeg is om de capsule weg te krijgen van de nog werkende eerste-trapmotoren.

DevSolar
2020-01-21 17:53:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik denk dat je hier vanuit een verkeerde veronderstelling werkt.

... als de boostermotoren nog steeds zouden werken, zou het dan in botsing komen met Dragon?

Als de boostermotoren nog steeds werken, is er geen reden om te ontsnappen - behalve een ernstige storing in de besturing (a la Ariane 5), die hier niet werd getest. Elke soort storing van de booster die geen storing in de besturing is, tot aan volledige brand (bijv. als gevolg van gescheurde tanks), zal resulteren in een verlies aan stuwkracht.

Mijn vraag is waarom deze test geen daadwerkelijke fouten heeft gebruikt om die afbreken te activeren? Zoals het booster-stadium explodeert, en het wordt gedetecteerd door Crew Dragon en het ontsnappingssysteem activeert.

De (realistische) faalmodus hier was "onverwacht verlies van stuwkracht". De andere storingsmodus zou "catastrofale controlestoring" zijn geweest. Ze hebben er een uitgekozen.

Stel dat er een ongebalanceerde stuwkracht was of dat motoren in een of ander gimble-slot gingen. Net als Ariane 5 weet ik dat er iets soortgelijks is gebeurd voor Sojoez en GSLV. De meeste van hen leken niet te resulteren in gecontroleerde balansverlies van stuwkracht, ofwel het zal leiden tot een explosie of ging naar een hoge AoA. Misschien heb ik het mis, maar ik leek geen raketstoringen, die alle boostermotoren tegelijkertijd soepel stopten. Deel alstublieft dergelijke informatie met mij, indien beschikbaar., Ik zal gecorrigeerd worden.
@JithinJose: Ongebalanceerde stuwkracht is gelijk aan verminderde stuwkracht. Ongebalanceerde stuwkracht en cardanische vergrendeling gelijk hoge AoA gelijk aan ernstige besturingsstoring. Explosie van booster staat gelijk aan plotseling verlies van stuwkracht. Plotseling verlies van stuwkracht is een volkomen geldige faalmodus. Catastrofale controlestoringen zijn de andere. Ze hebben er een uitgekozen. Als alle motoren op volle kracht en op koers zijn, activeer je de ontsnapping niet. Als de booster in hoge AoA begint te gaan, activeer je de ontsnapping * en volgt de booster het pad van de capsule * niet. Hoe dan ook, je ontsnapt niet aan een 100% stuwkrachtbooster * op zijn pad *.
@JithinJose: En zelfs dan zou het een erg slecht ontworpen ontsnappingssysteem zijn als het dat ook niet kon. Dat is echter een kwestie van stuwkracht per gewicht, en hoeft niet echt apart te worden getest. * Het voelen van verlies van stuwkracht en het activeren van de ontsnapping * is het onderdeel dat werd getest, niet de ontsnappingsstuwkracht (die statisch kan worden getest, zonder een booster te gebruiken).
Ik ben het er niet mee eens dat de ontsnapping nooit moet worden geactiveerd als de motoren goed branden. Denk terug aan de ramp met de Challenger. De manier waarop SpaceX alles instrumenteert waarvan ik vermoed dat ze de doorbreking zouden hebben gedetecteerd, als een camera het zou kunnen zien, kan ik zien dat de grondbediening het gevaar op tijd beseft en hen vertelt daar weg te gaan. En ik dacht dat de ontsnappingsmotoren krachtig genoeg waren om weg te rennen van de booster terwijl deze nog brandde.
@LorenPechtel: Zoals ik al zei, kan overtollige stuwkracht om weg te trekken van een functionele booster statisch worden getest. Ik ben het niet eens met het Challenger-scenario: je drukt niet op de grote rode knop zodra een sensor gek wordt, en jij * zeker * ontsnapt er niet automatisch aan. Van het wegvallen van de externe tankdruk (de eerste indicatie dat er iets * echt * mis was) tot het uiteenvallen van de shuttle was 7 seconden. Hoe dan ook ... ** als ** de Challenger een ontsnappingssysteem had, zou het ** nog ** voldoende zijn geweest om weg te rijden bij het plotselinge gasverlies van de T + 73 ...
@DevSolar Je zou zeker niet automatisch willen ontsnappen aan Challenger, maar wat ik bedoel is dat de manier waarop SpaceX zijn raketten uitrust, een mens heel goed de doorbranden op tijd zou kunnen hebben gezien om het gevaar te herkennen en hen te vertellen te scheiden .
@LorenPechtel: Ik begrijp wat u zei, maar ik ben het daar niet mee eens. Sensoren gaan "de hele tijd" uit, maar niemand drukt onmiddellijk op "afbreken". Waarom niet? Omdat dat geen * bom * van hoog explosief is die afgaat - in het ergste geval heb je de booster uiteengevallen en een grote vuurbal (maar geen drukgolf). Dat is een plotseling verlies van stuwkracht voor jou. Vuur de ontsnappingsmotoren af ​​en de capsule zal loskomen uit de vuurzee. Bemanning gered. (Voor een andere historische referentie, Apollo 13 is niet afgebroken * hoewel * ze 1 / 5e van hun stuwkracht verloren bij de lancering ...)
@DevSolar Sensoren, nee, maar camera's? Ik heb het over iemand die de doorbranding van de booster ziet.
@LorenPechtel: U bedoelt het 'zien' waar niemand bij Mission Control zo veel commentaar op heeft geleverd, en waarvoor de opname van de beelden vanuit verschillende invalshoeken na de feiten nodig was om erachter te komen? Nogmaals, je drukt niet zomaar op die afbrekingsknop en gooit de missie weg. * Ze hebben de desintegratie van het vaartuig * overleefd, zoals te verwachten was. Vluchtmotoren die op T + 73 afvuren, zouden voldoende zijn geweest.
Laten we [deze discussie voortzetten in de chat] (https://chat.stackexchange.com/rooms/103553/discussion-between-loren-pechtel-and-devsolar).


ⓘ
Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 4.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...